Magnétisme des radicaux libres au point quantique critique

 

Andrea Daniele Bianchi

Université de Montréal

 

Domaine : matériaux

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2010-2011

Le sujet de cette demande est l'étude d'une classe de cristaux moléculaires condensés de radicaux libres (acronyme anglais: FRACS). Ces cristaux sont formés d'un arrangement de molécules stables qui, sous des conditions ambiantes, peuvent former un solide. Ils tiennent leur nom du fait que les molécules desquelles ils sont assemblés sont en déficit d'un électron comparativement à une orbite pleine. À cause de ce manque dans la configuration électronique, les molécules possèdent un moment angulaire intrinsèque, similaire aux métaux de transition. Par conséquent, ces matériaux sont des aimants organiques.

L'étude de cette classe de matériaux a le potentiel d'initier un changement de paradigme dans l'élaboration de composantes électroniques: au lieu de commencer avec des atomes, nous pourrons commencer directement avec des molécules. Les propriétés des FRACS sont gouvernées par de fortes interactions causées par l'intrication des fonctions d'ondes des molécules entre elles.

Nous proposons de contrôler les propriétés physiques de ces cristaux de deux façons : la modification du recouvrement des fonctions d'onde en appliquant une pression et le changement des groupements latéraux, et de fait la taille des molécules qui constituent le cristal. Ces méthodes vont nous permettre de mener ces matériaux vers un point critique quantique où deux états fondamentaux énergiquement semblables seront en compétition entre eux. Cette tension est souvent libérée via une transition de phase créant une nouvelle phase quantique, nous permettant ainsi d'étudier plus en détail ces fortes interactions.